[发明专利]具有固体润滑涂层的活塞环

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有固体润滑涂层的活塞环，其应用包括汽油、柴油发动机中的第一道环及油环，属于活塞环制造技术领域。

背景技术

现代汽车要求发动机具有更高的功率、更低的燃油耗和更长的使用寿命，并进一步减少汽车交通对环境的负担，为此汽油机和柴油机制造商都在为追求此目标而进行不断的研发。为适应此发动机技术发展趋势，零部件供应商在汽油机和柴油机活塞环表面处理方面进行了深入的研究。发动机的摩擦功耗对燃油消耗可产生重要影响。而且由于当前发动机的燃烧效率不断提高，发动机摩擦功耗对油耗的影响日益凸显。现代发动机摩擦功耗的主要来源是活塞组件，包括活塞及活塞环，而活塞环更是主要因素。在发动机初期磨合阶段及发动机在点火时的高温高压等极限条件下，活塞环和缸套摩擦表面间的润滑油膜难以有效建立，随着发动机爆发压力的不断提高，活塞环-缸套摩擦副间的润滑油膜建立变得愈来愈困难，在发动机工作初期及点火的瞬间，油膜甚至无法建立，出现干摩擦，导致活塞环-缸套摩擦副失效，发动机不能正常工作。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有固体润滑涂层的活塞环，旨在克服现有技术所存在的上述缺陷，为发动机在不断提高的爆发压力和升功率条件下正常工作提供了有力的保障，满足了国家政策法规对发动机排放标准的不断提高，有效改善环境。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的，一种具有固体润滑涂层的活塞环，包括基本材料上的基础渗层或基础镀层；所述基本材料为合金铸铁或球墨铸铁或合金钢或不锈钢；所述基础渗层为渗氮层，所述基础镀层为铬层、铬基陶瓷复合镀层、PVD镀层，其特征是，所述的固体润滑涂层为二硫化钼固体润滑涂层，二硫化钼固体润滑涂层复合在基础渗层或基础镀层的表面。

二硫化钼固体润滑涂层复合在基础镀层和基本材料的表面。

二硫化钼固体润滑涂层的厚度为5～15μm。

本发明利用与润滑油亲合性强的二硫化钼固体润滑剂喷涂在活塞环的基础渗层或镀层上，可将摩擦系数自现有的0.08～0.10最大降至0.03～0.07，可以明显减小摩擦功损失，改善发动机的经济性。当出现干摩擦或过度的边界摩擦时，活塞环外圆表面的二硫化钼涂层能帮助迅速有效建立二硫化钼润滑膜，消除异常磨损故障模式的发生。活塞环-缸套摩擦副间的润滑膜形成后，原基础镀层（渗氮层、铬层、铬基陶瓷镀层、PVD镀层）的耐磨性得到明显改善，本发明改善发动机的经济性，大大改善了发动机的初期磨合性能，有效防止活塞环-缸套摩擦副失效，保证发动机正常工作，延长了发动机使用寿命。

附图说明

图1是本发明剖视结构示意图之一；

图2是本发明剖视结构示意图之二；

图中，1二硫化钼固体润滑涂层，2基础渗层或基础镀层，3基本材料。

具体实施方式

结合附图和实施例进一步说明本发明，如图1所示，本发明由基本材料3、基础渗层2和二硫化钼固体润滑涂层1构成。二硫化钼固体润滑涂层1涂覆在基础渗层2的表面，二硫化钼固体润滑涂层1的厚度5～15μm，从而形成减摩涂层。所述的基础渗层2为渗氮层。所述的基本材料3为不锈钢。

如图2所示，本发明由基本材料3、基础镀层2和二硫化钼固体润滑涂层1构成。二硫化钼固体润滑涂层1涂覆在基础镀层2和基本材料3的表面，二硫化钼固体润滑涂层1的厚度5～15μm，从而形成减摩涂层。所述的基础镀层2包括铬层、铬基陶瓷复合镀层、PVD镀层。所述的基本材料3包括合金铸铁、球墨铸铁、合金钢、不锈钢。

本发明利用与润滑油亲合性强的二硫化钼固体润滑涂层，将摩擦系数最大降至0.03～0.07，达到减小摩擦功损失的目的，改善发动机的经济性。在发动机初期磨合阶段及发动机在点火时的高温高压等极限条件下，活塞环外圆表面最外层的二硫化钼涂层形成润滑膜。活塞环-缸套摩擦副间的润滑膜形成后，改善了原基础镀层（渗氮层、铬层、铬基陶瓷复合镀层、PVD镀层）的摩擦条件，使二硫化钼涂层活塞环的使用寿命得到延长。二硫化钼固体润滑梯度涂层活塞环为发动机在不断提高的爆发压力和升功率条件下正常工作提供有力的保障，达到满足国家政策法规对发动机排放标准的不断提高、有效改善环境的目标。